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262 世 界学 Shi Jie Xue

燃点。3 氦过程的核聚变同样放出大量的能量。

（三）大世界物质的起源

哈勃空间望远镜曾经在 1995 年、1998 年和 2003 年分别对着天空中不同位置、

看起来空无一物的区域连续曝光十几天甚至数十天，最后得到了 HDF、HDFS 和
HUDF 三张照片。

通过这三张照片，我们看到了一个精彩明亮的宇宙。可能在很多人看来，宇宙
是黑暗孤寂的，物质稀少，星系稀少，可事实上，宇宙一点也不孤寂，星系数量多

到无法统计。站在非常有限的范围内，我们看到的宇宙的确是非常黑暗的。
可是当我们将目光放远，你就会发现，宇宙其实是非常明亮的，到处都有各种

星系，恒星。即使是远在 133.5 亿光年外的星空，仍然有难以计数的星系在闪耀。
如此多到无法统计的星系，它们都是由各种物质构成的，而要形成如此数量的星系，
必然需要庞大的物质，那么这些物质从哪里来？

有了质能等价方程式的指引，科学家对物质和能量的认知也提升到一个新的高
度。让我们对物质的来源有了研究探索方向，虽然我们知道了能量和物质是对等的，

物质可以转化为能量，能量同样也可以构建为物质。
虽然现实中我们没有见过能量转化为物质，但是科学家对于质能方程式的正确
性却丝毫不怀疑。之所以我们见不到能量转化为物质，那是因为这种转化需要非常

苛刻的条件，而目前的科技水平还无法实现这样的条件。
科学研究发现，能量想要转化为物质，最重要的就是它的温度要达到一个非常

恐怖的境界。在 2011 年 6 月，美国布鲁克海汶国家实验室中的相对论重离子对撞
机（RHIC）将两束金原子核加速到接近光速而碰撞，在对撞机的 STAR 探测器上

探测到了“夸克胶子等离子体”，这个温度大约是 2 万亿℃。
这个温度是能量和物质之前转化的临界点，往上就是能量的世界，往下则是物

质的世界。所以，物质和能量只是在不同状态下的表现而已，这样恐怖的温度，在
一般情况下是无法见到的，只有在大爆炸发生的瞬间才能够实现。
致密的能量带来了高能量世界，这个时候的宇宙物质是以能量的形式存在。随

着温度的下降，跌到了 2 万亿的临界点之后，物质开始从能量状态转化为质量，夸
克胶子结合成为质子和中子，继续冷却，质子以及质子与中子、电子聚集构成了氢、

氦与锂等原子。